發(fā)布時(shí)間：2014-12-25 11:02

 

【摘要】 本文是基于一套針對(duì)三菱自動(dòng)化工廠中央空調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)施項(xiàng)目,以中央空調(diào)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)為研究開(kāi)發(fā)對(duì)象。使用的畫(huà)面開(kāi)發(fā)工具是三菱的GT Designator(一款基于三菱HMI一體機(jī)畫(huà)面設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件),PLC梯形圖編程開(kāi)發(fā)工具使用Gx work2。主要通過(guò)運(yùn)用以太網(wǎng)通信技術(shù),使上位機(jī)(G150HMI、PC機(jī))與下位機(jī)(中央空調(diào)的控制系統(tǒng)GOT一體機(jī),及L、Q系列三菱網(wǎng)絡(luò)通信用PLC)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。首先是下位機(jī)收集中央空調(diào)各設(shè)備的工作參數(shù),并將這些參數(shù)從下位機(jī)傳輸給上位機(jī),上位機(jī)對(duì)這些工作參數(shù)進(jìn)行分析處理,如果沒(méi)有異常的參數(shù)出現(xiàn),則將接收到的各參數(shù)放入到上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,如果發(fā)現(xiàn)有監(jiān)視參數(shù)出現(xiàn)異常,就通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將異常參數(shù)傳送到中央控制處理系統(tǒng),中央控制處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)異常參數(shù)及時(shí)的分析后,再將處理指令通過(guò)上位機(jī)傳送發(fā)回給下位機(jī),從而實(shí)踐中央空調(diào)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制過(guò)程。整個(gè)系統(tǒng)由四部分組成：中央控制平臺(tái)(G150HMI空調(diào)系統(tǒng)控制器、安裝綜合管理軟件TG-2000的PC服務(wù)器),收集狀態(tài)信息,根據(jù)預(yù)先設(shè)定邏輯自動(dòng)控制空調(diào)系統(tǒng)�，F(xiàn)場(chǎng)圖形化監(jiān)視器、設(shè)置用GOT一體機(jī),通過(guò)圖形化界面,動(dòng)態(tài)反應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),也可以通過(guò)它更改空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)。通過(guò)PLC對(duì)空調(diào)控制及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集處理,把空調(diào)各種傳感器收集的到信息進(jìn)行處理,并發(fā)送給上位機(jī)和監(jiān)控器。以太網(wǎng)通信,通過(guò)以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)可以有效地減少布線和增強(qiáng)信息傳輸?shù)目垢蓴_能力。本系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制、空調(diào)運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)視,以及溫控過(guò)程的優(yōu)化,達(dá)到節(jié)能的目的。該系統(tǒng)可以通過(guò)監(jiān)視環(huán)境狀態(tài)(溫度,濕度),自動(dòng)調(diào)整對(duì)空調(diào)的設(shè)定,達(dá)到在人體舒適感,設(shè)備裝置運(yùn)行的必要環(huán)境前提下實(shí)踐節(jié)能的目的。本系統(tǒng)在已經(jīng)在三菱工廠中投入使用,而且節(jié)能效果明顯,每年節(jié)省電費(fèi)10%,生產(chǎn)制品的不良率也有所下降。

引言

遠(yuǎn)程空調(diào)控制技術(shù)已經(jīng)成為商業(yè)空調(diào)發(fā)展的趨勢(shì)。大型工廠用空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且根據(jù)工廠車(chē)間環(huán)境，往往一些設(shè)備被安裝在地下室或樓等位置較偏、空間狹小場(chǎng)所。設(shè)備比較分散，維護(hù)工作極為繁瑣導(dǎo)致維修維護(hù)成本非常大，因此一些有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始注重遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)功能方面的研發(fā)。美的空調(diào)在大型商用空調(diào)的終端硬件設(shè)備上連接現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)使其具備遠(yuǎn)程通信，設(shè)置和監(jiān)視功能。終端空調(diào)的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，集中管理，集中設(shè)置。提髙了維護(hù)的效率，降低了保養(yǎng)的成本。同時(shí)也提高了客戶(hù)體驗(yàn)的質(zhì)量。使其產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力。遠(yuǎn)程控制功能的應(yīng)用為制造商和用戶(hù)帶來(lái)極大的方便的同時(shí)，不僅提高了服務(wù)質(zhì)量，也成為制造商有利的競(jìng)爭(zhēng)武器。不僅是美的空調(diào)，國(guó)內(nèi)外其他知名空調(diào)企業(yè)也講中央空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)作為技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)。海爾格陵蘭中央空調(diào)設(shè)備主機(jī)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、囤貨商售后服務(wù)等。另外，空調(diào)廠家如今更加注重比拼節(jié)能技術(shù)。格力空調(diào)也為其空調(diào)的大型商用系列空調(diào)的基礎(chǔ)上通過(guò)安裝模擬控制系統(tǒng)，使用電話線作為數(shù)據(jù)傳輸媒介，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)每臺(tái)機(jī)組狀態(tài)監(jiān)視的目的。在確保其在良好的狀態(tài)下運(yùn)行。不難看出，不久在中大型空調(diào)系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已逐漸成為中央空調(diào)企業(yè)的基本技術(shù)，是中央控制空調(diào)系統(tǒng)的一部分。另外，大型空調(diào)耗電量巨大的問(wèn)題一直是困擾空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的一大難題，空調(diào)問(wèn)世百年以來(lái)，人們一直從各個(gè)技術(shù)角度去完善，提高空調(diào)的節(jié)能效果，降低空調(diào)的能源消耗。所以，對(duì)于空調(diào)企業(yè)來(lái)說(shuō)如果在節(jié)能技術(shù)上有顯著的優(yōu)勢(shì)，起在空調(diào)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)就越大。各家空調(diào)制造商于是對(duì)節(jié)能，節(jié)電技術(shù)領(lǐng)域的研究將成為博弈的舞臺(tái)。
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1空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)概述

1.1課題研究的意義、目標(biāo)及主要內(nèi)容
眾所周知，日本在節(jié)能技術(shù)方面的發(fā)展處于世界的先進(jìn)水平。有幸在公司的幵發(fā)項(xiàng)目中接觸到一個(gè)關(guān)于日本大型工廠的中央空調(diào)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的中型項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目從有效對(duì)空調(diào)機(jī)組和末端設(shè)備控制的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的；同時(shí)通過(guò)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確控制生產(chǎn)環(huán)境的最適溫度、濕度達(dá)到提髙產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率的目的。為了達(dá)到項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的目的，如何實(shí)現(xiàn)在工廠復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，快速有效的處理大量數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)，安全，穩(wěn)定地控制空調(diào)系統(tǒng)是對(duì)我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)這個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的一個(gè)課題。

1.2系統(tǒng)概述
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了硬件配置的可擴(kuò)展性，可按用戶(hù)要求調(diào)整系統(tǒng)中的硬件配置，切換或調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，開(kāi)關(guān)空調(diào)等。隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展、細(xì)化，改變中央空調(diào)的管理粗放式管理，降低能耗，已經(jīng)成為了擺在我們面前的一個(gè)課題。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)時(shí)地遠(yuǎn)程監(jiān)視和改變空調(diào)終端的狀態(tài)設(shè)置，以達(dá)到真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，從而有效地消除了因?yàn)楸O(jiān)管不力，造成的人為浪費(fèi)，提高中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率、達(dá)到顯著節(jié)能環(huán)保的效果。使空調(diào)房間達(dá)到舒適的溫度的同時(shí)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)能夠平穩(wěn)地運(yùn)行⑴。釆用該系統(tǒng)后，筆耕文化傳播，用戶(hù)可在節(jié)能減排以及舒適的工作環(huán)境方面得到如下實(shí)惠：根據(jù)空調(diào)組運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整空調(diào)負(fù)荷；空調(diào)設(shè)置溫度大幅度偏離政府倡導(dǎo)的溫度，可以通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)空調(diào)溫度的上限或下限溫度進(jìn)行設(shè)置；對(duì)于工作日中，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人的辦公室，通過(guò)以太網(wǎng)溫度監(jiān)控，自動(dòng)調(diào)整省電模式；根據(jù)所設(shè)定的正常工作時(shí)間，對(duì)非工作時(shí)間段的在無(wú)人的房間自動(dòng)關(guān)機(jī)，這樣避免了因?yàn)橄掳嗤�記關(guān)空調(diào)所產(chǎn)生的資源浪費(fèi)；通過(guò)日志文件及報(bào)表，為系統(tǒng)維護(hù)人員提供故障診斷以及科學(xué)、準(zhǔn)確的分析依據(jù)，并根據(jù)長(zhǎng)期的環(huán)境數(shù)據(jù)收集，分析出最佳生產(chǎn)環(huán)境的溫度濕度，可提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。

3中央空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn).......................23
3.1GOT圖形編程...............23
3.2PLC通信部分梯形圖編程....................27
4空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的測(cè)試與維護(hù)........................42
4.1軟件測(cè)試的概述.......................42
4.2測(cè)試的方法................42

4.3測(cè)試的實(shí)施.........................42
結(jié)論................45

4空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的測(cè)試與維護(hù)

4.1軟件測(cè)試的概述
測(cè)試的原則是盡早的和不斷的對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試，也就是說(shuō)從項(xiàng)目立項(xiàng)到把產(chǎn)品交到客戶(hù)手上為止的這段時(shí)間都是測(cè)試的生命期。測(cè)試應(yīng)該以數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)，測(cè)試用例應(yīng)以輸入數(shù)據(jù)和預(yù)想結(jié)果組成。測(cè)試時(shí)要交叉測(cè)試避免自己寫(xiě)自己測(cè)的情況出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的時(shí)候要考慮到有效的情況和無(wú)效的情況。充分注意測(cè)試的群體現(xiàn)象。嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)試計(jì)劃，排除測(cè)試隨意性。對(duì)每個(gè)測(cè)試的接結(jié)果都要做檢查，避免沒(méi)有測(cè)到的地方。妥善保存測(cè)試計(jì)劃，測(cè)試用例，測(cè)試結(jié)果和錯(cuò)誤分析報(bào)告。

4.2測(cè)試的方法
單元測(cè)試釆用白盒測(cè)試的方法，把模塊內(nèi)的程序繪制成程序流程圖。根據(jù)流程圖來(lái)設(shè)計(jì)測(cè)試用例，盡量最大可能覆蓋代碼的每條分支。系統(tǒng)測(cè)試采用黑盒測(cè)試方法。測(cè)試用例是以數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)，在一定的條件下經(jīng)過(guò)一定的順序的操作從而達(dá)到預(yù)想結(jié)果。數(shù)據(jù)的選取釆用一般等價(jià)類(lèi)，極限值，有效和無(wú)效數(shù)據(jù)等方式。性能測(cè)試，采用自動(dòng)測(cè)試工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行壓力測(cè)試等性能測(cè)試，生成測(cè)試報(bào)告。在項(xiàng)目的需求確定之后，測(cè)試人員就根據(jù)需求來(lái)編寫(xiě)測(cè)說(shuō)明書(shū)。這樣可以更能保證需求的準(zhǔn)確性。先把整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)大的功能，再分別對(duì)這些功能細(xì)化，以數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)細(xì)化成一個(gè)測(cè)試用例。測(cè)試分成單元測(cè)試和系統(tǒng)測(cè)試。測(cè)試用例包括：測(cè)試編號(hào)，測(cè)試的內(nèi)容，測(cè)試的條件，測(cè)試的操作順序，預(yù)想結(jié)果，實(shí)際結(jié)果。為了保證測(cè)試的質(zhì)量還要標(biāo)注測(cè)試用例的作成者，作成日期還有檢查者。
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結(jié)論

為達(dá)到節(jié)能的目的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：設(shè)備的選配，功能的組合及系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控管理。具體節(jié)能方案應(yīng)根據(jù)工廠現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的要求、自然環(huán)境條件等因素，在對(duì)大量數(shù)據(jù)分析的研究基礎(chǔ)上確定。隨著技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)性能的提高，在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷更新，提高空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。綜上所述，經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)踐的證明，在工廠大型中央空調(diào)控制節(jié)能系統(tǒng)不僅能夠有效運(yùn)行，而且具有較高的產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效率，該系統(tǒng)使用方便節(jié)能效果較好，基本能夠滿足工廠空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的需要。同時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力和穩(wěn)定性也能夠得到保證，在目前工廠生產(chǎn)環(huán)保成本提高的前提下，節(jié)能中央空調(diào)系統(tǒng)中具有較大的發(fā)展空間和使用價(jià)值。
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本文編號(hào)：10871